基于以太网的企业级配电网络远程监测系统及监测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于以太网的企业级配电网络远程监测系统及监测方法，属于电子控制领域。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的发展，对电力的需求量与日倶增，电力供应的稳定性及可靠性将直接影响到企业设备的稳定性和人们的生命与财产安全。传统的企业级配电系统，人们想了解当前的电网状态，就必须到现场的液晶屏上观察，这样给发现和解决问题带来严重的滞后性，而且安排一个人在现场一直巡查，费时费力且效率较低。因此，能否及时监测配电系统的运行情况和降低维护电网的成本就显得非常重要。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种基于以太网的企业级配电网络远程监测系统及监测方法，旨在解决普通配电系统监控手段单一、监控范围小、维护成本高的问题。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
一种基于以太网的企业级配电网络远程监测系统，包括PC机监控单元、现场监测单元、底层监控单元；其中所述的PC机监控单元与现场监测单元通过以太网总线相连；所述的底层监控单元与现场监测单元通过RS485总线相连。
[0005]所述PC机监控单元包括XP/WIN7操作系统的PC机、网卡，所述的PC机上安装有网卡。
[0006]所述底层监控单元包括主路模块、支路模块、温湿度监测模块；所述的主路模块、支路模块、温湿度监测模块均通过RS485总线与现场监测单元相连。
[0007]所述现场监测单元包括ARMl I控制器、以太网接口、NandFlash存储器、SD卡接口、第四RS485接口、USB接口、触摸屏接口、液晶屏接口 ；其中所述的ARMll控制器分别与以太网接口、NandFlash存储器、SD卡接口、第四RS485接口、USB接口、触摸屏接口、液晶屏接口相连；所述的以太网接口通过以太网总线与PC机监控单元相连；所述的第四RS485接口通过RS485总线与底层监控单元相连。
[0008]所述底层监控单元包括主路模块、支路模块和温湿度监测模块；所述的主路模块包括第一基于Cortex_M3内核的ARM芯片；所述第一基于Cortex_M3内核的ARM芯片通过第一 SPI总线与第一三相电能计算芯片相连；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片通过第一 I2C总线与第一 EEPROM存储器相连；所述第一基于CorteX-M3内核的ARM芯片与第一RS485接口相连，所述的第一 RS485接口通过RS485总线与现场监测单元相连；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片通过继电器电路与蜂鸣器与报警灯相连；所述的支路模块包括第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片；所述第二基于Cortex_M3内核的ARM芯片通过第二 SPI总线与第二三相电能计算芯片相连；所述第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片通过第二 I2C总线与第二 EEPROM存储器相连；所述第二基于CorteX-M3内核的ARM芯片与第二RS485接口相连，所述的第二 RS485接口通过RS485总线与现场监测单元相连；所述的温湿度监测模块包括第三基于Cortex-M3内核的ARM芯片；所述第三基于Cortex-M3内核的ARM芯片通过温湿度电路与温湿度传感器相连；所述第三基于Cortex-M3内核的ARM芯片与第三RS485接口相连，所述的第三RS485接口通过RS485总线与现场监测单元相连。
[0009]一种基于以太网的企业级配电网络远程监测方法，包括如下步骤:
1)首先利用所述的主路模块通过第一三相电能计算芯片采集电压、电流数值，并计算出电量、功率、频率数值；同时将数据及系统参数存入第一 EEPROM存储器中并等待现场监测单元读取其数据；所述的主路模块根据现场监测单元发送的数据通过继电器电路控制蜂鸣器与报警灯的状态；所述的蜂鸣器与报警灯用于报警提醒；
2)其次利用所述的支路模块通过第二三相电能计算芯片采集电压、电流数值，并计算出电量、频率数值；同时将数据及系统参数存入所述的第二 EEPROM存储器中并等待现场监测单元读取其数据；
3)然后利用所述的温湿度监测模块通过温湿度电路经温湿度传感器监测配电网络的温度与湿度并等待现场监测单元读取其数据；
4)再利用所述的现场监测单元通过RS485总线读取主路模块、支路模块、温湿度监测模块的数据并通过液晶屏显示数据；所述的现场监测单元根据配电网络的报警情况通过RS485总线向主路模块发送数据用于控制蜂鸣器与报警灯的状态；所述的主路模块根据数据经继电器电路控制蜂鸣器与报警灯的状态。
[0010]5)接着所述的现场监测单元通过以太网总线将数据传给PC机监控单元，所述的PC机监控单元通过监控软件或网页呈现接收到的数据，实现对配电网络的远程监测；并且所述的PC机监控单元能实现对底层监控单元的控制，所述的PC机监控单元通过以太网总线向现场监测单元发送数据；现场监测单元对接收到的数据进行解析，根据解析信息通过RS485总线向所述的底层监控单元发送数据；所述的底层监控单元对接收到的数据进行解析，根据解析信息修改系统参数或通过所述的继电器电路控制蜂鸣器与报警灯的状态。
[0011]本发明的有益效果是:本发明的一种基于以太网的企业级配电网络远程监测系统及检测方法包括PC机监控单元、现场监测单元、底层监控单元。采用以太网的通讯方式提高了系统的稳定性、增加了监控电网的手段、扩大了监控电网的范围、降低了维护电网的费用。
【附图说明】
[0012]图1是本发明基于以太网的企业级配电网络远程监测系统的示意图；
图2是本发明现场监测单元的示意图；
图3是本发明底层监控单元的示意图。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
如图1、2、3所示，本实施例的一种基于以太网的企业级配电网络远程监测系统，包括PC机监控单元1、现场监测单元2、底层监控单元3 ;其中所述的PC机监控单元I与现场监测单元2通过以太网总线4相连，实现数据交换；所述的底层监控单元3与现场监测单元2通过RS485总线5相连，实现数据交换。
[0014]所述PC机监控单元I包括XP/WIN7操作系统的PC机6、网卡7，所述PC机6上安装有网卡7。PC机监控单元I用监控软件或网页实时了解底层监控单元3的运行状况。
[0015]所述底层监控单元3包括主路模块8、支路模块9、温湿度监测模块10 ;所述的主路模块8、支路模块9、温湿度监测模块10均通过RS485总线5与现场监测单元2相连。
[0016]所述现场监测单元2包括ARMll控制器11(ARM11控制器11采用的芯片型号是三星公司的S3C6410，采用Wince系统)、以太网接口 12、NandFlash存储器13、SD卡接口 14、第四RS485接口 15、USB接口 16、触摸屏接口 17、液晶屏接口 18 ;其中所述的ARMll控制器11分别与以太网接口 12、NandFlash存储器13、SD卡接口 14、第四RS485接口 15、USB接口 16、触摸屏接口 17、液晶屏接口 18相连；所述的以太网接口 12通过以太网总线4与PC机监控单元I相连，实现数据交换；所述的第四RS485接口 15通过RS485总线5与底层监控单元3相连，实现数据交换。所述的NandFlash存储器13用于现场监测单元程序的运行以及数据的存储；所述的SD卡接口 14用于现场监测单元操作系统的烧写；所述的USB接口16连接U盘、鼠标或键盘19，通过U盘、鼠标或键盘19用来对现场监测单元程序升级、触摸屏校正、数据输入输出；所述的触摸屏接口 17连接触摸屏20，通过触摸屏20来设置系统参数；所述的液晶屏接口 18连接液晶屏21，通过液晶屏21来显示配电系统的运行状况。
[0017]所述底层监控单元3包括主路模块8、支路模块9和温湿度监测模块10 ;所述的主路模块8包括第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片22 (ST公司的STM32F103C8T6);所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片22通过第一 SPI总线23与第一三相电能计算芯片24相连，所述第一三相电能计算芯片24用于采集电网数据；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片22通过第一 I2C总线25与第一 EEPROM存储器26相连，所述第一 EEPROM存储器26用于存储电网数据和系统参数；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片22与第一RS485接口 27相连，所述的第一 RS485接口 27通过RS485总线5与现场监测单元2相连，实现数据传输；所述第一基于Cortex-M3内核的ARM芯片22通过继电器电路28与蜂鸣器与报警灯29相连，通过继电器电路28用来控制蜂鸣器与报警灯29的状态；所述的支路模块9包括第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片30 (ST公司的STM32F103C8T6);所述第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片30通过第二 SPI总线31与第二三相电能计算芯片32相连，所述第二三相电能计算芯片32也用于采集电网数据；所述第二基于Cortex-M3内核的ARM芯片30通过第二 I2C总线33与第二 EEPROM存储器34相连，所述第二 EEPROM存储器34也用于存储电网数据和